高中化学 专题1第3单元 海水淡化智能优化训练 苏教版选修2

1 1 海水淡化大多采用的方法是 A 蒸馏 B 过滤 C 萃取 D 电渗析法 答案 A 2 高分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离 下列应用不属于高分子分离 膜的应用范围的是 A 分离工业废水 回收废液中的有用成分 B 食品工业中 浓缩天然果汁 加工乳制品和酿酒 C 胶体的渗析 D 海水的淡化 解析 选 C 胶体渗析采用半透膜 3 许多国家十分重视海水资源的综合利用 不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是 A 氯 溴 碘 B 钠 镁 铝 C 烧碱 氢气 D 食盐 淡水 解析 选 D 食盐和淡水不需要化学变化就能够从海水中获得 其他物质要经过化学变化 得到 4 目前下列工艺过程没有直接使用离子交换技术的是 A 硬水的软化 B 电解饱和食盐水制备 NaOH C 电渗析淡化海水 D 粗盐的提纯 答案 D 5 地球上海水资源丰富 但淡水资源紧缺 据专家们估计 地球表面积的 71 是海洋 地 球上淡水只占总水量的 2 5 而淡水中很大一部分又被南极洲 格陵兰和北极的冰山或冰 川以冰的形式封存起来 剩下来的大部分为地下水 所有的湖泊 溪流 江河和雨水则仅 占淡水总量的 0 1 还不到 1 已知海洋的平均深度为 3 8 km 地球的平均半径为 6371 km 海水的平均密度为 1 03 103 kg m 3 你能估算地球上海水的总体积和海水的总质量吗 用 3 位有效数字 表示 2 你能估算地球上所有的湖泊 溪流 江河中淡水总质量吗 用 3 位有效数字表示 3 地球上海水资源丰富 但淡水资源紧缺 你知道可用哪些物理方法淡化海水吗 解析 1 在估算地球表面厚度为h的一薄层 相对于地球而言 海水体积时 由于地球的半 径R远大于海洋的平均深度h 所以在计算时 可以忽略h的影响 2 地球上的海水占总水量M的 97 5 淡水只占总水量的 2 5 而所有的湖泊 溪流 江 河中淡水 m 淡水 不足淡水总质量的 0 1 因此 m 淡水 3 64 1016 kg 3 蒸发 利用热能 电能 原子能等为能源 电离 吸附 离子交换树脂 等 答案 1 1 38 1018 m3 1 42 1021 kg 2 3 64 1016 kg 3 蒸发 利用热能 电能 原子能等为能源 电离 吸附 离子交换树脂 等 1 下列变化属于化学变化的是 A 蒸馏 B 萃取 C 反渗透 D 电渗析 解析 选 D 化学变化过程中应有新物质生成 D 项中通直流电 两电极上有新物质生成 2 2 海水淡化可采用膜分离技术 如图所示 对渗透膜右侧的海水加压 水分子可以通过渗 透膜进入左侧淡化池 而海水中的各种离子不能通过渗透膜 从而得到淡水 对加压后右 侧海水成分变化进行分析 正确的是 A 溶质的质量增加 B 溶剂的质量减少 C 溶液的质量不变 D 以上三种情况都有可能 解析 选 B 水分子能通过渗透膜 而离子不能通过 3 下列材料中能使海水淡化的高分子材料是 A 生物高分子材料 B 高分子分离膜 C 液晶高分子材料 D 复合材料 解析 选 B 使海水淡化是把海水中过多的阴 阳离子除去 特别是 Na Cl Mg2 等 使用高分子分离膜可以选择性透过离子而阻止某些离子通过 从而达到淡化作用 4 2011 年泉州调研 水可以造福人类 但水被污染后却会给人类造成灾难 为了防止水 被污染 下面 项措施中 可以采用的是 抑制水中所有动植物的生长 生活污水经过净化处理后再排放 禁止使用农药和化 肥 不任意排放工业废水 减少空气中硫氧化物和氮氧化物的含量 防止形成酸雨 A B C D 解析 选 C 为了防止水污染 只能尽量减少或不使用能产生污染的物质 减少污染物的 任意排放 5 海水淡化的方法有多种 其中历史最久 技术和工艺较完善 是海水淡化主要方法的是 A 蒸馏法 B 电渗析法 C 离子交换法 D 冷冻法 解析 选 A 在公元前 古希腊科学家进行的最早一次海水淡化实验用的是蒸馏法 可见 蒸馏法历史悠久 发展至今 其技术 工艺较完善 6 下列有关海水淡化的说法中不正确的是 A 海水淡化的方法主要有蒸馏法和膜法 B 用电渗析法进行海水淡化时阴 阳离子交换膜应交替放置 C 用电渗析法得到淡水的同时也得到浓盐水 D 从方便利用能源方面考虑应用交流电进行渗析 解析 选 D 电渗析法中 阴 阳离子定向移动 只能使用直流电 7 下图是实验室蒸馏装置图 可利用此装置将海水淡化 下列说法中正确的是 A 蒸馏时应将温度计插入海水中 B 蒸馏时冷水的流向应由上而下 C 利用此法淡化海水获得淡水质量高 但能耗大 D 蒸馏时温度计位置应在离液面 2 3 mm 处 3 解析 选 C 温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处 冷却水流向是由下而上 8 从海水中提取溴有如下反应 5NaBr NaBrO3 3H2SO4 3Br2 3Na2SO4 3H2O 与上述 反应在氧化还原原理上最相似的是 A 2NaBr Cl2 2NaCl Br2 B AlCl3 3NaAlO2 6H2O 4Al OH 3 3NaCl C 2H2S SO2 2H2O 3S D 2FeCl3 H2S 2FeCl2 S 2HCl 解析 选 C 题给方程式中溴元素为价态 归中 与此相似的是 C 项中的反应 9 2011 年苏州高二检测 海水是一个巨大的化学资源库 下列有关海水综合利用的说法 正确的是 A 海水中含有钾元素 只需经过物理变化就可以得到钾单质 B 海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化 C 从海水中可以得到 NaCl 电解熔融 NaCl 可制备 Cl2 D 利用潮汐发电是将化学能转化为电能 解析 选 C 海水中的钾元素以离子形式存在 要得到钾单质的过程一定发生化学变化 A 错 蒸发海水发生的是物理变化 B 错 利用潮汐发电是将机械能转化为电能 D 错 电解 熔融的氯化钠时 阳极产物是 Cl2 C 对 10 海水淡化是国际上研究的热点问题 我国科学家在利用高分子膜进行海水淡化的研究 上取得了一些成绩 如图 左侧为海水 右侧为经过一段时间后由左侧经高分子膜渗透得 到的淡水 分析高分子膜应具有的性质是 解析 此处的高分子膜与电渗析法和反渗透法淡化海水中使用的交换膜和渗透膜性能相似 答案 水分子能通过 而离子不能通过 11 第 47 届联合国大会将每年的 3 月 22 日定为 世界水日 我国是一个淡水资源平均水 平远低于世界平均水平的缺水国家 海水淡化是解决我国淡水缺乏的一种好方法 海水淡 化技术成为我国 十五 期间科技攻关的一个项目 海水淡化也被誉为 21 世纪的朝阳产业 1 有一种真空蒸发式海水淡化装置 该装置利用柴油机缸套废热水加热海水 使其蒸发汽 化 蒸发温度为 40 左右 产出的蒸汽冷凝成淡水 淡水汇入集水槽 由水泵抽出 供 船上使用 该装置的原理为 与电渗析法原理 填 相同 或 不相同 2 海水的沸点大约为 105 为什么在此条件下蒸发温度仅为 40 左右 3 该淡化过程中体现了哪些资源的合理利用 4 请你试着评价一下真空蒸发式海水淡化装置的优缺点 解析 1 从装置名称可知该装置是蒸馏淡化海水的装置 因此与电渗析法淡化海水原理不 相同 2 利用物质的沸点与压强的关系 即压强越小 沸点越低 答案 1 使海水中的水分蒸发 然后冷凝得到淡水 不相同 2 此条件下 压强很小 压强越小 物质的沸点越低 4 3 使柴油机缸套废热得到充分合理利用 并得到淡水资源 4 真空蒸发式海水淡化装置能充分利用废热 得到质量好的淡水 但需要柴油机工作时才 能提供淡水 12 海水占地球总储水量的 97 以上 若把海水淡化和化工生产结合起来 既可以解决淡 水资源缺乏的问题 又可以充分利用海洋资源 1 目前国际上使用的 海水淡化 主要技术有 2 工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品 用离子交换膜电解槽电解饱和食盐水 反应的离子方程式是 阳离子交换膜的作用是 若不使用离子交换膜法电解食盐水 可得到一种消毒液 其反应的化学方程式是 3 近年来有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧 化硫的方法 写出此过程中 SO2被吸收以及又生成可被回收的气体的两个反应的化学方程 式 解析 本题是海水利用的综合题 涉及海水淡化 电解饱和食盐水及环境保护的知识 答案 1 蒸馏法 电渗析法 反渗透法 冷冻法 离子交换法等 2 2Cl 2H2O2OH H2 Cl2 只允许阳极室的 Na 和 H 透过离子 电解 交换膜进入阴极室 阻止 Cl2从阳极室迁移到阴极室 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 3 NaOH SO2 NaHSO3 或 2NaOH SO2 Na2SO3 H2O NaHSO3 HCl NaCl H2O SO2 或 Na2SO3 2HCl 2NaCl H2O SO2 13 工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如图所示 1 电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽 离子膜和隔膜均允许通过的分子或离 子是 电解槽中的阳极材料为 2 本工艺流程中先后制得 Br2 CaSO4和 Mg OH 2 能否按 Br2 Mg OH 2 CaSO4的顺序制 备 原因是 3 溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多 四氯化碳与水不互溶 故可用于萃取溴 但在上述工艺中却不用四氯化碳 原因是 解析 1 为防止 H2和 Cl2相遇 离子膜和隔膜均允许通过的离子为 Na 根据电解原理 该电解槽的阳极材料应该用惰性电极 如钛或石墨 2 见答案 3 工业生产中除了从理论上考虑外 还应从成本 工艺的简繁 可操作性 生产效率等方 面考虑 答案 1 阳离子 或 Na 钛 或石墨 2 不能 如要先沉淀 Mg OH 2 则沉淀中会夹杂有 CaSO4沉淀 产品不纯 3 四氯化碳萃取法工艺复杂 设备投资大 经济效益低 环境污染严重 5 14 海水占地球总储水量的 97 2 若把海水淡化和加工生产结合起来 既可解决淡水资 源缺乏的问题 又可充分利用海洋资源 1 海水中存在大量的氯化钠 氯化钠中的金属元素位于元素周期表第 族 2 目前 国际上使用的 海水淡化 主要技术之一是蒸馏法 蒸馏法是将海水变成蒸汽 蒸汽经冷却而得高纯度的淡水 由此可判断蒸馏法是 填 物理变化 或 化学变 化 3 工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品 反应式为 食盐 H2O NaOH H2 Cl2 未配平 该反应中食盐的化学式是 利用电解所得 气体制 36 5 的浓盐酸 1000 t 最少需消耗食盐 t 可能用到的相对原子质量 Na 23 Cl 35 5 H 1 O 16 4 近年来 有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二 氧化硫的方法 该方法流程如下 请写出 的化学反应方程式 5 上述亚硫酸氢钠与甲醛经过一定反应可以合成俗称 吊白块 的物质 因该物质对人体 有害 不能用于食品漂白 吊白块 结构简式为 HOCH2SO3Na 根据其结构特点 吊白块 不能发生的反应有 填字母 A 皂化反应 B 聚合反应 C 与金属钠反应 D 氧化反应 解析 3 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 H2 Cl22HCl 由 通电 点燃 n HCl 10